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Linux中IP隧道的分析与建议

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作者的话：

本文系在阅读Linux源码及一些相关资料的基础上写成的 。

欢迎就文章的各个方面提出建议和批评意见 ， 作者希望更多的交流和探讨 。

欢迎在保留原文完整性的前提下在网上转贴 ， 需部分引用请通知作者 。

传统媒体转载和引用此文 ， 请务必经过作者同意 。

欢迎在实际的应用中使用此文提出的思想 ， 希望同时知会作者 。



作者信箱: xiaoman04@hotmail.com



欢迎来信！！
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O、

由于网络的日益普及 ， 网络的安全成为目前的热门话题 。本文对隧道技术的分析 ，

就侧重安全领域 ， 对利用隧道技术实现虚拟专网提出建议 。



为什么需要IP隧道？没有接触过这个概念的人自然提出这样的疑问 。实际上概念

最初的提出很简单 ， 为了在TCP/IP网络中传输其他协议的数据包 。设想IPX协议或

X.25封装的数据包如何通过Internet网进行传输 ， 在已经使用多年的桥接技术中是

通过在源协议数据包上再套上一个IP协议头来实现 ， 形成的IP数据包通过Internet后

卸去IP头 ， 还原成源协议数据包 ， 传送给目的站点 。对源协议数据来说 ， 就如被IP

带着过了一条隧道 。这种技术在业余无线网络（Amateur;Packet;Radio;network ，

应该怎么翻 ， 请告诉我）得到了最广泛的应用 。

利用IP隧道来传送的协议包也包括IP数据包 ， 本文主要分析的IPIP封包就是如此 ， 从字

面来理解IPIP就对了 ， 就是把一个IP数据包又套在一个IP包里 。为什么要这么做呢？

多此一举嘛 。其实不然 ， 见过一些应用就会明白 ， 移动IP（Mobile-IP）和IP多点广播

（IP-Multicast）是两个通常的例子 。目前 ， IP隧道技术在构筑虚拟专网（;Virtual;

Private;Network）中也显示出极大的魅力 。本文也将对利用IP隧道技术构筑VPN做

简单设想 。







背景：隧道的多种理解和实现



Internet的研究者多年前就感到需要在网络中建立隧道 ， 最初的理解是在网络

中建立一条固定的路径 ， 以绕过一些可能失效的网关 。可以说 ， 隧道就是一条

特定的路径 。

这样的隧道是通过IP报头中的源路由选项来实现的 ， 在目前看来 ， 这个方法的缺陷

十分明显 。要设置源路由选项就必须知道数据包要经过的确切路径 ， 而且目前

多数路由实现中都不支持源路由 。



另一个实现隧道的机制是开发一种新的IP选项 ， 用来表明源数据包的信息 ， 原IP头

可能成为此选项的一部分 。这种隧道的意义与我们所说的隧道已十分接近 。但它的

不足在于要对目前IP选项的实现和处理做较大的修改 ， 也缺乏灵活性 。



最后常用的一种实现方法是开发一种新的IP封包协议 ， 仍然套用当前的IP头格式 。

通过IP封包 ， 不须指明网络路径 ， 封包就能透明地到达目的地 。也可以通过封包空

间把未直接连接的机器绑在一起 ， 从而创建虚拟网络 。这种方法易行、可靠、可扩

展性强 ， Linux采用了这一方法 ， 这也是目前我们所理解的隧道思想 。







一、

封包协议的结构和实现



封包协议的实现原理十分简单 。先看看通过隧道传送的数据报在网络中如何流动 ，

如图一 。

为了叙述简便 ， 我把在隧道中传送的IP数据包称为封包 。



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